NOR和NAND闪存性能测评方法技术

本发明专利技术公开了一种NOR和NAND闪存性能测评方法，用于解决现有闪存性能测评方法综合运行能力差的技术问题。技术方案是首先测试闪存读写速度U

Performance evaluation methods for NOR and NAND flash memory

The invention discloses a performance evaluation method for NOR and NAND flash memory, which is used to solve the technical problems of poor comprehensive operation ability of existing flash memory performance evaluation methods. The technical solution is to first test the read and write speed of the flash memory U

【技术实现步骤摘要】
NOR和NAND闪存性能测评方法
本专利技术涉及一种闪存性能测评方法，特别是涉及一种NOR和NAND闪存性能测评方法。
技术介绍
文献“NOR型FLASH存储器测试技术，电子与封装，2016年3月，Vol16(3)，p15-19”公开了采用J750EX系统的DSIO模块动态生成测试矢量进行Flash测试的方法，该方法采用硬件电路对闪存的硬件层进行测试，首先按照J750EX标准方法完成对闪存系统通道及引脚的设置，而后编写测试矢量通过微控制指令设置数据传送触发点向特定引脚发送数据，最后通过判定特定引脚的数据评测闪存硬件情况。此方法是针对Flash的硬件层进行的测试，无法全面地评价闪存的性能。对于闪存的诸如擦除、挂载时间长、能耗特性，该测试无法反映，且无能耗性能测评方面的研究。针对上述问题，本专利技术通过在对闪存文件系统指标、闪存硬件驱动层指标及闪存能耗指标进行建立及测试的基础上综合考虑，建立了综合的闪存性能测评体系。
技术实现思路
为了克服现有闪存性能测评方法综合运行能力差的不足，本专利技术提供一种NOR和NAND闪存性能测评方法。该方法首先测试闪存读写速度U1，再依次测试闪存挂载时间U2、闪存平均损耗U3、闪存内存消耗U4、闪存硬件读/写速度U5、闪存擦除速度U6、闪存擦除能耗U7、闪存硬件读写能耗U8和闪存文件系统能耗U9，最后采用序关系分析法对U1至U9指标进行综合评定。由于采用了针对闪存的读写、加载、擦除及能耗相关的9个指标的综合评测，系统地分析了闪存性能测评中涉及到的读写速度、文件系统运行能力及能耗估算，从文件系统、硬件驱动及能耗三个层面，提出相应的指标体系，最后通过序关系法对其进行了综合评测计算，使得测试结果能够反映闪存读写、加载、擦除及能耗方面的综合能力。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种NOR和NAND闪存性能测评方法，其特点是包括以下步骤：步骤一、测试闪存读写速度U1，计算表达式如公式(1)所示，其中，Speed是指读/写速度，TotalSize是指实际传输文件大小，TotalTime是指实际测量时间。Speed＝TotalSize/TotalTime(1)步骤二、测试闪存挂载时间U2，采用多次循环挂载并卸载相应文件系统，求其平均值。挂载时间表达式如公式(2)所示，其中，End_time是在文件系统挂载结束点时间，Start_Time是文件系统挂载起始点时间，M_time为一次文件系统挂载时间。M_time＝End_Time-Start_Time(2)步骤三、测试闪存平均损耗U3，计算方法如公式(3)、公式(4)所示。磨损均衡差值ε用于定义闪存中擦除次数最多块与擦除次数最少块之间的擦除次数差值。ε值越小，代表闪存系统寿命更长。标准偏差S作为另一个评价平均损耗性能指标，其中n代表闪存的可擦除块数，Ei代表每块的擦除次数，E代表平均地擦除次数，Emax为E最大值Emin为E最小值。ε＝Emax-Emin(3)步骤四、测试闪存内存消耗U4，通过读取Linux内核下/proc/meminfo文件动态获取此时系统的内存使用情况。测试模块大小时，调用系统调用函数mount挂载文件系统后，对比前后内存空间消耗情况。步骤五、测试闪存硬件读/写速度U5，计算表达式如公式(5)所示，其中，Speed是指读/写速度，TotalSize是指实际传输文件大小，TotalTime是指实际测量时间。步骤六、测试闪存擦除速度U6，计算表达式如公式(6)所示，其中，e_speed是指擦除速度，Block_Size是指实际擦除块大小，TotalTime是指实际测量时间。擦除速度测试在硬件层循环读取闪存每块信息，调用API对闪存块进行擦除操作。步骤七、测试闪存擦除能耗U7，用公式(7)计算，其中E表示能耗，P(t)表示瞬态功率；P表示平均功耗；I为平均电流；V为工作电压，T为运行时间。步骤八、测试闪存硬件读写能耗U8，在Linux内核中通过MTD层所提供的API获取闪存信息。由于闪存读写能耗属于硬件能耗，因此通过flukescopmeter表来测试硬件真实能耗。步骤九、测试闪存文件系统能耗U9，依据文件系统为用户提供的接口函数，对需测定的能耗指标进行量化。其调用函数的能耗Eroutine由节点f0,f1,….fn组成。函数fi的子函数为fj1,fj2….fjm，指令的单时钟周期能耗为ei，则其调用函数的能耗计算公式如(8)所示。针对各函数，采取多次循环测量能耗求平均值。步骤十、采用序关系分析法对U1至U9指标进行综合评定，综合评价值计算表达式为(9)所示：Z＝∑i＝1xiwi(9)其中xi为需要计算的各个指标，权重系数wk的计算方法如公式(11)、(12)所示，评价指标之间相对重要程度式中k＝m，m-1，...，3，2，当m较大时，由序关系取rk＝1。rk的取值为1.0、1.2、1.4、1.6、1.8。wk-1＝wkrk(12)。本专利技术的有益效果是：该方法首先测试闪存读写速度U1，再依次测试闪存挂载时间U2、闪存平均损耗U3、闪存内存消耗U4、闪存硬件读/写速度U5、闪存擦除速度U6、闪存擦除能耗U7、闪存硬件读写能耗U8和闪存文件系统能耗U9，最后采用序关系分析法对U1至U9指标进行综合评定。由于采用了针对闪存的读写、加载、擦除及能耗相关的9个指标的综合评测，系统地分析了闪存性能测评中涉及到的读写速度、文件系统运行能力及能耗估算，从文件系统、硬件驱动及能耗三个层面，提出相应的指标体系，最后通过序关系法对其进行了综合评测计算，使得测试结果能够反映闪存读写、加载、擦除及能耗方面的综合能力。下面结合具体实施方式对本专利技术作详细说明。具体实施方式本专利技术NOR和NAND闪存性能测评方法具体步骤如下：1、读写速度U1测试。读/写速度表达式如公式(1)所示：Speed＝TotalSize/TotalTime(1)读写测试方法步骤如下：1)初始化时间变量与计时器，并设置初始文件大小和块大小。2)创建相应文件，并将文件写模式设置为非缓存模式。3)记录时间戳，对文件以设置块大小为单位进行读写操作，读写入数据大小为文件大小。4)记录时间戳，并删除文件。5)增加块大小，将2-5步循环，直至块大小为设置最大值。6)根据公式(1)计算闪存的读写速度。2、挂载时间U2测试。多次循环挂载并卸载相应文件系统，求其平均值。挂载时间表达式如公式(2)所示。M_time＝End_Time-Start_Time(2)挂载时间测试步骤如下：1)初始化时间变量与计时器及相关参数。2)依据参数创建相应文件。3)卸载文件系统，计时开始。4)挂载文件系统，计时结束。5)将2-4步循环10次。6)根据公式(2)计算挂载时间。3、平均损耗U3测试。平均损耗测试程序是往闪存中写入数十倍于闪存存储空间数据，数据写入由随机删除文件、创建文件、随机写入文件操作组成，模拟用户使用闪存过程。程序运行过程中，记录闪存每次擦除块的块号，最后输出闪存每擦除块的擦除次数，为了量化测定该性能，制定了两个关注点及指标，磨损均衡差值ε以及擦除标准偏差S来评估闪存文件系统性能，如公式(3)及(4)所示。ε＝Emax-Emin(3)测试步骤如下：1)初始化相应参数，获取闪存总容量。2)随机创建文件，写本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种NOR和NAND闪存性能测评方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、测试闪存读写速度U

【技术特征摘要】
1.一种NOR和NAND闪存性能测评方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、测试闪存读写速度U1，计算表达式如公式(1)所示，其中，Speed是指读/写速度，TotalSize是指实际传输文件大小，TotalTime是指实际测量时间；Speed＝TotalSize/TotalTime(1)步骤二、测试闪存挂载时间U2，采用多次循环挂载并卸载相应文件系统，求其平均值；挂载时间表达式如公式(2)所示，其中，End_time是在文件系统挂载结束点时间，Start_Time是文件系统挂载起始点时间，M_time为一次文件系统挂载时间；M_time＝End_Time-Start_Time(2)步骤三、测试闪存平均损耗U3，计算方法如公式(3)、公式(4)所示；磨损均衡差值ε用于定义闪存中擦除次数最多块与擦除次数最少块之间的擦除次数差值；ε值越小，代表闪存系统寿命更长；标准偏差S作为另一个评价平均损耗性能指标，其中n代表闪存的可擦除块数，Ei代表每块的擦除次数，E代表平均地擦除次数，Emax为E最大值Emin为E最小值；ε＝Emax-Emin(3)步骤四、测试闪存内存消耗U4，通过读取Linux内核下/proc/meminfo文件动态获取此时系统的内存使用情况；测试模块大小时，调用系统调用函数mount挂载文件系统后，对比前后内存空间消耗情况；步骤五、测试闪存硬件读/写速度U5，计算表达式如公式(5)所示，其中，Speed是指读/写速度，TotalSize是指实际传输文件大小，TotalTime是指实际测量时间；...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱怡安，李联，任佩琪，徐帅，罗殊彦，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61